对雨水暴雨强度公式中降雨历时的分析

Ｑ ＝
＝ ＝
器 ×
。 …
在 图 ３中 ，把 Ａ区域均分 １ ０份 ， Ｂ区域 均分 ２ ０份 ， 为 Ａ 区 域 中 离 集 水 点 Ｄ最 远 的部 分 ， 为 Ｂ区域 中离 集 水点 ｃ 最 远 的部 分 。可 以看 出第 １ ｍ ｉ ｎ内降落在 面积上 的雨水 经过迭加最 后产 生最大流量 到达 ｃ 点为第 ３ ０ ｍ ｉ ｎ ；在第 １ ｍ ｉ ｎ内 降落 在 面积上 的雨 水经过 迭加到第 ２ ０ ａ ｒ ｉ ｎ流 至ｃ ： 点， 然后流走 ， 类似地 ， 第２ ｍ ｉ ｎ内降落在 Ｆ ２ 面积 上 的雨 水 经 过迭 加 到 第 ２ １ ｍ ｉ ｎ流 至 Ｃ ： 点， 然 后流走 ， 以此可以类推得 出， 第 １ ０ ｍ ｉ ｎ内降落在 面积上 的雨水经过迭加到第 ２ ９ ｍ ｉ ｎ流至 ｃ 点， 然 后流走。 只有从第 １ １ ｍ ｉ ｎ内降落在 面积上的雨水 经 过 迭 加 到第 ３ ０ ｍｉ ｎ流 至 Ｃ 点， 正 好 和 Ａ 区域 来 的最 大 流 量 在第 ３ ０ ｍｉ ｎ相 迭加 ， 此 时 为最 大 流 量 。
题 目：在图 １ 中三部分汇水区域面积均为 ０ ， 降 雨历时为 ３ ０ ｍ ｉ ｎ ； 图 ２中， Ａ区域降雨历时为 １ ０ ｍ ｉ ｎ ， 面积 为 ａ ， Ｂ区域 降雨 历 时 为 ２ ０ ｍ ｉ ｎ ，面积 为 ２ ａ ， Ａ — Ｂ管 内 流行 时 间 为 ２ ０ ｍ ｉ ｎ ，求 Ｃ 、 ｃ 处 流 量 各 为多 少 ？ 已知条件有 ： （ １ ）图 １ 与图 ２ 降雨情形相 同 ， 包 括降雨在整 个汇水 面积上 的分 布是均匀 的 ， 降 雨强度在选定 的降雨时段 内均匀不变 ；汇水面积 随集流时间增长的速度为常数 。（ ２ ） 以新乡市 的暴 雨 强度公式 为例 ， ｇ ＝ ，其 中
图２ ； Ｅ水 区 域 样 式 ２
Ｂ
雨 水 管 道 设 计 的 极 限 强 度 理 论 包 括 两 部 分 内 容： （ １ ） 当 汇水 面 积上 最 远 点 的雨 水 流达 集 流 点 时 ， 全 面 积 产 生 汇 流 ，雨 水 管 道 的设 计 流量 最 大 ； （ ２ ）
当降雨历时等 于汇水 面积 上最远点 的雨水流达集 流 点 的集 流 时 间 时 ，雨 水 管道 需 要 排 除 的 雨 水 量 最大。
２ 计 算算例 分析
２ ． １计 算 算例 下 面 通过 一 个 例 子来 说 明 （ 见图 １ 、 图２ ） 。
Ｐ ＝ ０ ． ５ ａ 。（ ３ ） Ｑ ＝ Ｏ ｑ Ｆ， 为 综合 径 流 系数 ， ＝ ０ ． ５ 。 求 解 如下 ：
雨量 ， 即单位 时间的平 均降雨深度 ， 用ｉ 表示 。 生
（ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ） 。 在工程上 ， 常用 单 位 时 间 内单 位 面 积上 的降 雨 体 积 ｇ （ Ｌ ／ （ ｓ ・ ｈ ｍ ） ） 表 示 。ｇ与 ｉ 之 间 的换 算 关 系是 将 每 分钟 的 降雨 深 度 换 算 成 每 公 顷 面积 上 每 秒 钟 的 降雨 体 积 ， 即ｑ ＝ ＝ １ ６ ７ 。
面积 上 的最 大 流量 流 到 ｃ 点 的集 水 时 间为 ｔ Ａ ＋ ｔ ａ － Ｂ ， Ｆ Ｂ 面 积 上 的最 大 流 量 流到 ｃ ： 点 的 集 水 时 间
为ｔ 。如 果 ｔ Ａ ＋ ｔ Ａ — ｎ ＝ ｔ ，则 Ｃ ２ 点 的最 大 流 量 ｐ ＝ Ｑ Ａ ＋
Ｑ 。但 ｔ ａ ＋ ｔ ａ － ８ ｔ ８ ， 故ｃ 点 的最 大流量可能发生在 面 积 或 面 积单 独 出现 最 大流 量 时 。据 已知条 件ｔ ａ ＋ ｔ ａ ＞ ， Ｃ ： 点的最大流量按下 面两种情况分 别 计算 。 第一种情况 ：最大流量可能发 生在全部 面 积参与径流时 （ 当ｔ ＝ ２ ０ ｍ ｉ ｎ时 ） 。这 时 中 已于 ｔ ＝ １ ０ ａｉ ｒ ｎ时 产 生 最 大 流 量 ， 但 由于 Ａ — Ｂ管 内流 行 时间为 ２ ０ ａｉ ｒ ｎ ， 故此流量并 未到达 ｃ 点， 则 Ｃ ： 点 的最 大 流量 为
２ ０ １ ３ 年９ 月第 ９ 期
城 市道 桥 与 防 洪
防洪排水 １ １ １
对 雨 水暴 雨强 度公 式 中降雨历 时 的分析
于 海 燕
（ 新 乡市 市政 设计 研究 院 ， 河 南新 乡 ４ ５ ３ ０ ０ ０）
ห้องสมุดไป่ตู้
摘 要 ： 做好 城市排 水 的前提是 要对城 市暴 雨 的情 况和 规律有 清楚 的认识 和研究 ， 暴雨 强度公 式是 城市 雨水排 水 系统规划 与设 计 的重要依 据 。通 过一个具 体算例 ， 结合 新乡市 暴雨 强度公 式 ， 提 出两个 独立排 水流域 雨水径 流 的分析方法 ， 包括 降雨历 时选择 与统 计分析 方法 、 降雨时空 分布和 时程分 配以及设计 降雨 过程等 内容， 可供 城市雨洪利 用工程 和市政排水 工程规划设计 时参考 。 关 键词 ： 雨水暴 雨强度 ； 公式； 降雨 历时 ； 极 限强度 理论
ａ
（ １ ） 图 １ 情形 ， 易知以 ｔ ＝ ３ ０ ｍ ｉ ｎ代 人 得
Ｑ ＝ ￣ ｑ Ｆ ＝ Ｏ ． ５×
ａ
＝
×３ ｎ
５ ４ ． ７ ４×３ ａ ＝ １ ６ ４ ． ２ ２ ａ （ Ｌ ／ ｓ ）
ａ
（ ２ ） 图２ 情形 ， 解 法参见 《 排水工程上 册》 （ 第 四版 ） 第８ ０页 。 解： 根 据 已知 条件 ， Ｆ Ａ 面积 上产 生 的最 大流
量 为 Ｑ ＝ ￣ ｑ Ｆ ＝ Ｏ ． ５× ×
× …
图 １ 汇水 区域样 式 １
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ — ２ ８ 作者简介 ： 于海燕 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 女， 工 程师 ， 从事 市政 给排水 工程 设计 工作 。
： （ ￡ ＾ ＋ ３２ ０） ０ 肋
中图分 类号 ： Ｔ Ｕ９ ９ ２ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ １ １ １ － ０ ３
１ 暴雨 强度公 式计 算理 论
暴 雨 强 度 是 指 某 一 连 续 降 雨 时 段 内 的平 均 降
Ａ
．
１ １ ２ 防洪排水
面积 上 产 生 的最 大 流 量 为
Ｑ Ｂ ＝ ×
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ３ 年９ 月第 ９ 期
时 产 生 的最 大 流 量 加 上 Ｂ 区 域 在 第 １ １ ｍ ｉ ｎ至 第 ３ ０ ｍｉ ｎ这 ２ ０ ｍ ｉ ｎ内 的平 均暴 雨 强 度 与 径 流 系 数 与 面积 这 三 者 的乘 积 。